JPS639447A - 血液ポンプ駆動装置 - Google Patents

血液ポンプ駆動装置

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JPS639447A
JPS639447A JP61152177A JP15217786A JPS639447A JP S639447 A JPS639447 A JP S639447A JP 61152177 A JP61152177 A JP 61152177A JP 15217786 A JP15217786 A JP 15217786A JP S639447 A JPS639447 A JP S639447A
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Aisin Seiki Co Ltd
Shinsangyo Kaihatsu KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、正圧と負圧を交互に供給して人工心臓ポンプ
や大動脈内バルーンポンプ等の補助循環機器を膨張・収
縮させる補助循環機器駆動装置に関するもので、特に大
動脈内バルーンポンプを駆動する駆動装置に関するもの
である。
（従来の技術） 補助循環機器駆動装置は、補助循環機器の膨張および収
縮速度を早めることが要求されている。
このためには、補助循環機器に供給される圧力の立上が
り（立ち下がり）を急峻なものとすることが望ましい。
そこで、アキュムレータを用いることにより、圧力の変
動を防止するものがある。ところが、膨張から収縮ある
いはその逆に切り替わる際にアキュムレータに生ずる圧
力上昇あるいは低下を吸収するためには、アキュムレー
タの容量をかなり大きくする必要がある。このため、駆
動装置の小型化が困難なものであった。
そこで、圧力調整弁と並列に電磁弁を配設し、この電磁
弁を所定のタイミングで開閉制御することにより、コン
プレッサまたは負圧ポンプの圧力源の圧力を直接供給す
ることで、立上がりを補償するものがある。
例えば、特開昭５９−１７７０６２号に示されたものは
、補助循環機器に負圧が供給されている間に、電磁弁に
よりコンプレッサの正圧を直接導いて、調圧弁で調圧さ
れる設定圧よりも高くしておき、補助循環機器に正圧が
供給される際の立上がりを補償するものである。
特開昭５９−２０６６９８号および特開昭５９−２０７
１５８号に示されたものは、補助循環機器に正圧が供給
される際に、電磁弁によりコンプレッサの正圧を所定時
間、直接供給して立上がりを補償するものである。
特開昭５９−２０６６９９号および特開昭５９−２０７
１５８号に示されたものは、調圧された圧力を貯えるア
キュムレータとは別に、コンプレッサの正圧を貯える補
助アキュムレータを備えるものである。補助循環機器に
調圧された圧を供給する際に、補助アキュムレータの圧
を供給することで、立上がりを補償している。
特開昭６０−１０６４６２号に示された駆動装置は、補
助循環機器に正圧が供給される際に、電磁弁によりコン
プレフサの正圧を直接供給して立上がりを補償し、補助
循環機器の圧力が所定値となるとこの電磁弁を閉じるも
のである。
（発明が解決しようとする問題点） これら駆動装置は全て、立上がりを補償するため、圧力
源の圧力を直接導いている。従って、膨張時には管路内
等の負圧骨を補うための正圧流体が必要であり、また収
縮時には正圧骨を補うための負圧流体が必要である。こ
のため、膨張・収縮の切り替わり時の、立上がりに若干
の錬りが残るのは避けられなかった。
そこで本発明は、この立上がりをより鋭くすることをそ
の目的とする。
〔発明の構成〕
（問題点を解決するための手段） このために、正圧を供給する正圧源と、該正圧源に接続
された正圧調圧手段と、負圧を供給する負圧源と、該負
圧源に接続された負圧調圧手段と、移動隔膜により入力
室・出力室を形成し、該入力室が前記両８周圧手段に接
続されたアイソレータ手段と、該アイソレータ手段の入
力室に接続された圧力検出手段と、前記アイソレータ手
段の出力室に接続された開閉弁手段と、該開閉弁手段を
開閉制御するとともに、前記圧力検出手段の出力に応じ
て前記正圧調圧手段および負圧調圧手段を制御する電子
制御手段を備える。
（作用） これによれば、開閉弁手段を閉とすることで、補助循環
機器内の圧力を保持することができる。
即ち、アイソレータ手段と補助循環機器とを切り離すこ
とができる。従って、補助循環機器の膨張あるいは収縮
の状態を保持したまま、アイソレータ手段の入力室に正
圧または負圧を導入することができる。ゆえに、次に開
閉弁手段を開として補助循環機器の膨張・収縮を切り換
える際には、既にアイソレータ手段の入力室に切換えの
ための圧力が供給された状態で切り換えることができる
。
従って、補助循環機器の膨張・収縮の切換えを素早くす
ることができる。また、本発明によれば、この時の入力
室の圧力調整を入力室に接続された圧力検出手段の出力
に応じて正圧調圧手段および負圧調圧手段を制御して行
うことで、その圧力値を任意に制御できる。
以上の如く、補助循環機器の膨張・収縮を切り換える際
の立ち上がりの錬りをなくすことができる。
（実施例） 以下図面に基づいて、本発明の一実施例を説明する。第
１図に補助循環機器駆動装置のブロック図を示す。正圧
源であるコンプレッサ１０の出力は正圧調圧弁１１に接
続されている。
調圧弁１１の出力は、アイソレータ手段であるアイソレ
ータ２０に接続されている。このアイソレータ２０は、
補助循環機器の駆動媒体を空気よりヘリウム等のガスに
変換するものである。これにより、駆動媒体を生体にと
って安全なものとする。
ここで、第２図にアイソレータ２０の詳細を示す。第２
図において、アイソレータ２０は、ハウジング２１およ
び２２により挟持されたダイアフラム２３で、入力室２
４および出力室２５に分割されている。ダイアフラム２
３の中央部両側にはプレート２６および２７が装着され
ている。このダイアフラム２３およびプレート２６およ
び２７が、移動隔膜を形成している。ハウジング２１の
中央部には、プレート２６の移動量を規制するための規
制部材２８が装着されている。規制部材２８は、螺子２
８ａによりハウジング２１に螺合されている。この規制
部材２８を回動すると、規制部材２８が図示左右に移動
する。左側に移動すれば、プレート２６および２７め移
動範囲が大きくなり、右側に移動すれば、プレート２６
および２７の移動範囲は小さくなる。
また、ハウジング２１の入力室２４側には、圧力検出手
段である圧力センサ２９が配設されている。
再度第１図を参照する。アイソレータ２０の出力室２５
は、ヘリウムガス吸排機構３２および弁手段である電磁
弁５０に接続されている。電磁弁５０の出力が補助循環
機器である大動脈内バルーンポンプ３３に接続されてい
る。このヘリウムガス吸排機構３２は、アイソレータ２
０およびバルーンポンプ３３内のヘリウムガスを一定に
保つものである。
次に、負圧源である負圧ポンプ４０の出力は調圧弁４１
に接続されている。調圧弁４１の出力は、アイソレーク
２０の入力室２４に接続されている。
電子制御手段であるマイクロコンピュータ６０の入力に
は、圧力センサ２９が接続されており、出力には調圧弁
１１および４１．および電磁弁５０が接続されている。
また、生体からの信号として、心電図信号および血圧信
号が入力されている。
次に、マイクロコンピュータ６０の作動ヲ第３図に示す
フローチャートに基づいて説明する。
第３図において、ステップＳ１０では、バルーンポンプ
３３が収縮期にあるか否かを判断する。
このバルーンポンプ３３の収縮期の判定は、例えば外部
よりマイクロコンピュータ６０に入力される生体の心電
図信号（Ｅ　ＣＧ）および／または血圧信号に基づいて
生体の状態に適切な収縮期・膨張期のタイミングを演算
している。この演算等については、ここでは省略する。
ステップＳＩＯにて、バルーンポンプ３３が膨張期であ
ると判定されると、ステップＳｌｌ以下で示される、正
圧供給制御を行う。正圧供給制御は、まずステップＳｌ
ｌにて、膨張タイマＴｉが作動しているか否かを判定し
、作動していなければステップＳ１２で膨張タイマＴｉ
をスタートさせる。この時、後に説明する収縮タイマＴ
ｄをクリアする。ステップＳｌｌにて、膨張タイマＴｉ
が既に作動中であれば、ステップＳ１３へ進む。
ステップＳ１３では、膨張タイマＴｉが所定の時間Ｔ１
以上経過したか否かを判定する。この状態では、タイマ
Ｔｉがスタートした所であるため、ステップ５１４へ進
む。ステップＳ１４では、電磁弁５０を開として、出力
室２５をバルーンポンプ３３と連通させる。ここで、後
述するようにアイソレータ手段２０の入力室２４は、既
に調圧弁１１により所定の正圧Ｐ２ｓｅｔに調圧されて
いる。即ち、入力室２４には正圧が供給されて与圧状態
となっている。従って、電磁弁５０が開となると、直ち
にプレート２７はバルーンポンプ３３を膨張させる方向
に移動して、バルーンポンプブ３３の膨張を開始する。
なお、ステップＳ１５で調圧弁４１を閉として負圧の供
給の遮断を確実にする。
次に、ステップＳ４０に示される正圧間圧制御Ａｄｊ　
ＰＩを行う。これを、第４図のフローチャートに示す。
第４図において、ステップＳ４１は、アイソレータ２０
の入力室２４に配された圧力センサ２９の検出値の示す
圧力Ｐｍｅａｓ　　が正圧設定値Ｐｌｓｅｔ以下である
か否かを判定する。圧力Ｐｍｅａｓが正圧設定値Ｐｌｓ
ｅｔに達していない場合は、ステップＳ４３にて、調圧
弁１１を開としてコンプレッサ１０の圧を入力室２４に
導入する。そして、圧力Ｐｍｅａｓが正圧設定値Ｐｌｓ
ｅｔに達すると、ステップＳ４２にて、調圧弁１１を閉
とする。
この正圧設定値Ｐｉ　ｓｅｔの値は、バルーンポンプ３
３が収縮から膨張に切換わった後の、バルーンポンプ３
３の膨張動作を確実にするとともに、後述するようにバ
ルーンポンプ３３を膨張した状態で保持するに充分な値
とする。
第３図にもどると、ステップＳ３１にて、その他の処理
を行い、リターンする。
次に、ステップＳ１３にて、タイマＴｉが所定時間ＴＩ
経過したと判定されると、ステップ８１６に進む。ステ
ップＳ１６では、電磁弁５０を閉として以降の正圧供給
を遮断する。これにより、バルーンポンプ３３の圧力は
保持されて、膨張した状態で保持される。この時の圧力
が、前述した正圧設定値Ｐｉ　ｓｅｔである。
そして、ステップＳ１７で調圧弁１１を閉として入力室
２４への正圧の供給を遮断する。
次にステップＳ５０の負圧調圧制御Ａｄｊ　Ｖ２を行う
。これは、バルーンポンプ３３が正圧により膨張した状
態に保持されている間に、次の収縮期に切換ねる際に必
要な負圧を入力室２４内に設定しておくための制御であ
る。
第５図に示したフローチャートで説明する。第５図にお
いて、ステップＳ５１にて、入力室２４に配された圧力
センサ２９の検出値の示す入力室圧力Ｖｍｅａｓ　　が
負圧設定値Ｖ２ｓｅｔ以下であるか否かを判定する。圧
力Ｖｍｅａｓが負圧設定値Ｖ２ｓｓｔより大の場合は、
ステップＳ５２にて、調圧弁４１を開として負圧ポンプ
４０の圧を入力室２４に導入する。圧力Ｖ　ｍｅａｓが
負圧設定値Ｖ２ｓｅｔに達すると、ステップＳ５３にて
、調圧弁４１を閉とする。従って、バルーンポンプ３３
が膨張を保持されている間に、入力室２４は負圧状態に
与圧されている。この負圧設定値Ｖ２　ｓｅｔが、膨張
から収縮への切換えの際の立ち上がりを補償するための
圧力である。この状態で次の収縮期まで待機する。
次に第３図により、収縮期の制御を説明する。
ステップＳＩＯにて、バルーンポンプ３３が収縮期であ
ると判定されると、ステップ３２１以下で示される、負
圧供給制御を行う。負圧供給制御は、まずステップＳ２
１にて、収縮タイマＴｄが作動しているか否かを判定し
、作動していなければステップ３２２で収縮タイマＴｄ
をスタートさせる。この時、膨張タイマＴｉをクリアす
る。ステップＳ２１にて、収縮タイマＴｄが既に作動中
であれば、ステップＳ２３へ進む。ステップＳ２３では
、収縮タイマＴｄが所定の時間Ｔ２以上経過したか否か
を判定する。この状態では、タイマＴｄがスタートした
所であるため、ステップＳ２４へ進む。ステップ３２４
では、電磁弁５０を開として、出力室２５をバルーンポ
ンプ３３と連通させる。
ここで、前述したようにアイソレータ手段２０の入力室
２４は、ステップＳ５０により負圧設定値Ｖ２　ｓｅｔ
に設定されている。即ち、入力室２４には負圧が供給さ
れて与圧状態となっている。従って、電磁弁５０が開と
なると、直ちにプレート２７はバルーンポンプ３３を収
縮させる方向に移動して、バルーンポンプ３３の収縮を
開始する。なお、ステップＳ２５は調圧弁１１を閉に保
持させるためのステップである。
この時、ステップＳ７０に示される負圧調圧制御Ａｄｊ
　Ｖｌを行う。これを、第７図のフローチャートに示す
。第７図において、ステップＳ７１にて、入力室２４に
配された圧力センサ２９の検出値の示す入力室圧力Ｖ　
ｍｅａｓが負圧設定値Ｖｌ　ｓｅｔ以下であるか否かを
判定する。圧力Ｖ　ｍｅａｓが負圧設定値Ｖｌ　ｓｅｔ
より大の場合は、ステップ３７２にて、調圧弁４１を開
として負圧ポンプ４０の圧を入力室２４に導入する。圧
力Ｖ　ｍｅａｓが負圧設定値ｖ１ｓｅｔに達すると、ス
テップＳ７３にて、調圧弁４１を閉とする。これにより
、バルーンポンプ３３が膨張状態から収縮へ切換わった
後の負圧を設定値、即ちＶｌ　ｓｅｔ　　に設定する。
再び、第３図にもどると、ステップＳ３０にてその他の
処理を行いリターンする。
次に、ステップＳ２３にて、タイマＴｄが所定時間Ｔ２
経過したと判定されると、ステップ８２６に進む。ステ
ップＳ２６では、電磁弁５０を閉として以降の負圧供給
を遮断する。これにより、バルーンポンプ３３の圧力は
保持されて、収縮した状態で保持される。
そして、ステップＳ２７で調圧弁４１を閉として入力室
２４への負圧の供給を遮断する。
次にステップＳ６０にて、タンク１２内の圧力を次回の
膨張期に備えて、圧力値を設定圧力Ｐ２ｓｅｔに設定す
る。これは、バルーンポンプ３３を収縮状態に保持して
いる間に、次回の膨張状態に切換わる際に必要な正圧を
入力室２４内に設定しておくための制御である。
これを、第６図に示したフローチャートで説明する。第
６図において、ステップＳ６１にて、入力室に配された
圧力センサ２９の検出値の示す圧力Ｐ　ｍｅａｓが正圧
設定値Ｐ２　ｓｅｔ以下であるか否かを判定する。圧力
Ｐ　ｍｅａｓが正圧設定値Ｐ２　ｓｅｔに満たない場合
は、ステップＳ６２にて、調圧弁１１を開としてコンプ
レッサ１０の圧を入力室２４に導入する。圧力Ｐ　ｍｅ
ａｓが正圧設定値Ｐ２　ｓｅｔに達すると、ステップＳ
６３にて、調圧弁１１を閉として正圧の導入を停止する
。
上述したように、正圧設定値Ｐ２　ｓｅｔがバルーンポ
ンプ３３の収縮から膨張への切換ねり時の正圧値であり
、正圧設定値ＰＩ　ｓｅｔがその後の膨張動作および膨
張保持に必要な正圧値である。また、負圧設定値Ｖ２　
ｓｅｔがバルーンポンプ３３の膨張状態から収縮への切
換わり時の負圧値であり、負圧設定値Ｖｌ　ｓｅｔがそ
の後の収縮動作および収縮保持に必要な負圧値である。
従って、これら設定値の関係は次の通りである。
（正圧設定値） ０　＜　Ｐｉ　ｓｅｔ　＜　Ｐ２５ｅｔ（負圧設定値） Ｖ２　ｓｅｔ＜　　Ｖｌ　ｓｅｔ　＜　０次に、第８図
にそれぞれの電磁弁の開閉状態のタイミングチャートを
示す。これにより、本実施例の動作を要約する。
（ｉ）バルーンポンプ３３の膨張期： ■まず膨張に切り替わる際には、電磁弁５０は閉であり
バルーンポンプ３３は収縮状態で保持されている。この
時には、入力室２４の圧力は、電磁弁１１により正圧設
定値Ｐ２　ｓｅｔ　（例えば、４００ｆｌＨｇ）に設定
されている。この状態で電磁弁５０が開となると、プレ
ート２７はバルーンポンプ３３を膨張させる方向に移動
する。その後は、バルーンポンプ３３内に高すぎる圧力
が加わることを防止するとともに、膨張に必要な圧を確
保するために、入力室２４の圧力を正圧設定値Ｐｉ　ｓ
ｅｔ　（例えば、２００　ｍｍＨｇ）に設定する。
■バルーンポンプ３３が充分膨張した時点、即ち膨張タ
イマＴｉが所定時間ＴＩ　　（例えば８０　ｍ５ｅｃ）
経過すると、電磁弁５０を閉としてバルーンポンプ３３
の膨張を保持し、収縮のタイミンクまで待機する。そし
て、調圧弁１１を閉、調圧弁４１を開として、入力室２
４の圧力を次回の収縮への切換わり時に必要な圧力値Ｖ
２５ｅｔ（例えば、−２００ｍｍＨｇ）に設定しておく
。
（ｉｉ）バルーンポンプ３３の収縮期：■まず収縮に切
り替わる際には、電磁弁５０は閉でありバルーンポンプ
３３は膨張状態で保持されている。この時には、入力室
２４の圧力は、調圧弁４１により設定された負圧設定値
Ｖ２　ｓｅｔ　（例えば、−２００’　ｗ　Ｈｇ）に設
定されている。この状態で、電磁弁５０が開となると、
プレート２７はバルーンポンプ３３を収縮させる方向に
移動する。その後は、バルーンポンプ３３内に過度な圧
力が加わることを防止するとともに、確実な収縮が得ら
れるように、入力室２４の圧力を負圧設定値Ｖｌ　５ｅ
ｔ（例えば、−５Ｑｍ＠Ｈｇ）に設定する。
■バルーンポンプ３３が充分収縮した時点、収縮タイマ
Ｔｄが所定時間Ｔ２　　（例えば、８０　ｍ５ｅｃ）経
過すると、電磁弁５０を閉としてバルーンポンプ３３の
収縮を保持し、膨張のタイミンクまで待機する。そして
、調圧弁１４を開、調圧弁４４を閉として、入力室２４
の圧力を次回の膨張への切換ねり時に必要な圧力値Ｐ２
　ｓｅｔ　（例えば、４００ｍｍＨｇ）に設定しておく
。
以上の如（、本実施例によれば、補助循環機器の膨張あ
るいは収縮を保持したまま、アイソレータ２０の入力室
２４を負圧源あるいは正圧源に連通できる。このため、
補助循環機器の膨張から収縮あるいは収縮から膨張への
切換えを素早くすることができる。加えて、切換え時の
圧力消費を入力室の与圧により補うことができるため、
その後のバルーンポンプの収縮あるいは膨張に伴う圧力
変化に対し調圧弁のみで充分対応することができる。従
って、本実施例では圧力源の圧力を蓄えておくためのタ
ンクを特に必要としない。
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば、補助循環機器の膨張を保
持したまま、アイソレータ手段の入力室を負圧源に連通
できる。ゆえに、次に弁手段を開として補助循環機器に
負圧を供給する際には、既にアイソレータ手段の入力室
には負圧が供給されている。従って、負圧源からアイソ
レータ手段に至る管路抵抗の影響を防ぐとともに、アイ
ソレータ手段の入力室に予め与圧を与えることにより、
補助循環機器の膨張から収縮への切換えを素早くするこ
とができる。
また、補助循環機器の収縮期には、補助循環機器の収縮
を保持したまま、アイソレータ手段の入力室を正圧源に
連通できる。ゆえに、次に弁手段を開として補助循環機
器に正圧を供給する際には、既にアイソレータ手段の人
力室には正圧が供給されている。従って、正圧源からア
イソレータ手段に至る管路抵抗の影響を防ぐとともに、
アイソレータ手段の入力室に予め与圧を与えることによ
り、補助循環機器の収縮から膨張への切換えを素早くす
ることができる。
加えて、これらの補助循環機器が保持された状態での入
力室の圧力を、入力室に接続された圧力センサの出力に
応じて正圧調圧弁および負圧調圧弁を制御して行うこと
で、その圧力値を任意に調整できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の補助循環機器駆動装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図のアイソレータ手段を示
す断面図、第３．４，５．６および第７図は実施例の動
作を示すフローチャート、第８図は実施例の動作を示す
タイミングチャートである。 １０・・・コンプレフサ（正圧源）、１１・・・調圧弁
（切換え弁手段）、２０・・・アイソレータ（アイソレ
ータ手段）、２４・・・入力室、２５・・・出力室、２
３・・・ダイアフラム（移動隔膜）、２６．２７・・・
プレート（移動隔膜）、２９・・・圧力センサ（圧力検
出手段）、４０・・・負圧ポンプ（負圧源）、４１ｆＪ
Ｉ圧弁（切換え弁手段）、５０・・・電磁弁（弁手段）
、６０・・・マイクロコンピュータ（電子制御手段）図
面の浄１１Ｆ（内容に変更なし） 図面の浄書（内容に変更なし） ８２図 図面の浄書（内容に変更なω ８ｍ 手　続　補　正　書Ｃ７１ｉ′力 昭和６１年　９月　５日

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）正圧を供給する正圧源と、該正圧源に接続された
    正圧調圧手段と、負圧を供給する負圧源と、該負圧源に
    接続された負圧調圧手段と、移動隔膜により入力室・出
    力室を形成し、該入力室が前記両調圧手段に接続された
    アイソレータ手段と、該アイソレータ手段の入力室に接
    続された圧力検出手段と、前記アイソレータ手段の出力
    室に接続された開閉弁手段と、該開閉弁手段を開閉制御
    するとともに、前記圧力検出手段の出力に応じて前記正
    圧調圧手段および負圧調圧手段を制御する電子制御手段
    を備えた補助循環機器駆動装置。
  2. （２）前記電子制御手段は、前記圧力検出手段の出力に
    応じて前記正圧調圧手段を制御するとともに前記開閉弁
    手段を開とした後で閉とし、その後に前記圧力検出手段
    の出力に応じて前記負圧調圧手段を制御する、前記特許
    請求の範囲第１項記載の補助循環機器駆動装置。
  3. （３）前記電子制御手段は、前記圧力検出手段の出力に
    応じて前記負圧調圧手段を制御するとともに前記開閉弁
    手段を開とした後で閉とし、その後に前記圧力検出手段
    の出力に応じて前記正圧調圧手段を制御する、前記特許
    請求の範囲第２項記載の補助循環機器駆動装置。
  4. （４）前記電子制御手段は、前記開閉弁手段を開とした
    後所定時間経過すると閉とする、前記特許請求の範囲第
    ３項記載の補助循環機器駆動装置。
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